DE973134C

DE973134C - Process for the production of dimensionally stable porous moldings from thermoplastics

Info

Publication number: DE973134C
Application number: DEB14755A
Authority: DE
Inventors: Fritz Dr Stastny
Original assignee: BASF SE
Current assignee: BASF SE
Priority date: 1951-04-26
Filing date: 1951-04-27
Publication date: 1959-12-10
Also published as: US2779062A; FR1055058A; GB719729A

Description

Verfahren zur Herstellung maßhaltiger poröser Formkörper aus thermoplastischen Kunststoffen Es ist bekannt, aus thermoplastischen Kunststoffen und Treibmitteln, d. h. Verbindungen, die sich beim Envärmen unter Gasbildung zersetzen, poröse Formkörper herzustellen. Dazu werden die zerkleinerten Kunststoffe mit Treibmitteln vermischt und in gasdichten Formen unter Erwärmung auf die Erweichungstemperatur des Kunststoffes zu Formkörpern verpreßt, wobei gleichzeitig die Zersetzung der Treibmittel stattfindet. Diese Formkörper werden dann nach dem Abkühlen aus der Preßform entnommen und nochmals bis zum Erweichen erwärmt. Dabei werden durch die unter Druck stehenden, durch die Zersetzung der Treibmittel entstandenen Gase die porösen Körper gebildet. Durch dieses Verfahren gelingt es, Körper von verhältnismäßig einfacher Gestalt, z. B. Platten, Kugeln u. dgl., herzustellen. Es versagt aber, wenn man kompliziertere Formkörper, z. B. Puppen oder Tierfiguren, erzeugen will, da beim Aufschäumen derartiger Preßkörper ungleichmäßige Formveränderungen auftreten.Process for the production of dimensionally stable porous moldings from thermoplastic Plastics It is known from thermoplastics and blowing agents, d. H. Compounds that decompose with gas formation when heated, porous moldings to manufacture. For this purpose, the shredded plastics are mixed with propellants and in gas-tight forms with heating to the softening temperature of the plastic pressed into moldings, the decomposition of the blowing agent taking place at the same time. These moldings are then removed from the mold after cooling and again warmed until softened. The pressurized, the Decomposition of the propellant resulting gases formed the porous body. By this method succeeds in body of relatively simple shape, z. B. Plates, balls and the like. To produce. But it fails when you get more complicated Molded body, e.g. B. dolls or animal figures want to produce, as such when foaming Pressed body uneven changes in shape occur.

Die gleichen Nachteile besitzt ein aus der belgischen Patentschrift 496 635 bekanntes Verfahren, bei dem zerkleinerte Kunststoffe, die auch Lösungs-oder Weichmachungsmittel enthalten können, in Formen in Gegenwart von unter Druck stehenden Gasen erwärmt werden. Es entstehen hierbei gashaltige Formkörper, die nach dem Abkühlen und Entnehmen aus den Formen durch Erwärmen aufgeschäumt werden. One from the Belgian patent specification has the same disadvantages 496 635 known process in which shredded plastics, which are also solvent or Plasticizers may contain, in forms in the presence of pressurized Gases be heated. This results in gas-containing moldings, which after cooling and removing from the molds are foamed by heating.

Die Erfindung besteht darin, daß man zur Herstellung von maßhaltigen, porösen Formkörpern aus zerkleinerten thermoplastischen Kunststoffen in Gegenwart von Blähmitteln zerkleinerte thermoplastische Kunststoffe, die Gase gelöst enthalten, in nicht gasdicht schließende Formen einbringt und dort durch Erwärmen auf Temperaturen oberhalb des Erweichungspunktes der Kunststoffe zu porösen Formkörpern versintert. The invention consists in that for the production of dimensionally stable, porous moldings made of crushed thermoplastics in the presence thermoplastics that have been shredded by blowing agents and contain dissolved gases, introduces into non-gastight molds and there by heating to temperatures sintered to form porous moldings above the softening point of the plastics.

Bei der Durchführung des Verfahrens muß darauf geachtet werden, daß die verwendete Kunststoffmenge ausreichend zur Erzeugung eines tYberdruckes in der Form ist, um eine einwandfreie Verbindung der einzelnen Kunststoffteilchen zu gewährleisten. When carrying out the procedure, care must be taken that the amount of plastic used is sufficient to generate excess pressure in the Shape is to ensure a perfect connection of the individual plastic particles.

Die Herstellung der gashaltigen Kunststoffmassen, die in zerkleinerter Form zu porösen Formkörpern aufgeschäumt werden, kann nach verschiedenen Verfahren erfolgen. So kann man beispielsweise Mischungen aus Kunststoffen und Treibmitteln in geschlossenen Formen, gegebenenfalls unter Druck, über den Erweichungspunkt der Kunststoffe und die Zersetzungstemperatur der Treibmittel erwärmen und nach dem Abkühlen zerkleinern. Man kann aber auch Kunststoffschmelzen mit indifferenten Gasen unter hohem Druck behandeln, abkühlen lassen und zerkleinern. The production of the gaseous plastic mass, which is crushed in Form to be foamed into porous moldings, can be according to various methods take place. For example, you can use mixtures of plastics and propellants in closed molds, if necessary under pressure, above the softening point of the Heat plastics and the decomposition temperature of the propellants and after that Chop up cooling. But you can also melt plastic with inert gases Treat under high pressure, allow to cool and chop.

Es ist ferner möglich, zerkleinerte Kunststoffe mit verflüssigten oder verfestigten Gasen, z. B. flüssiger Luft oder fester Kohlensäure, zu mischen und in Druckformen zu erwärmen und nach dem Abkühlen die gashaltigen Kunststoffmassen zu zerkleinern.It is also possible to use crushed plastics with liquefied or solidified gases, e.g. B. liquid air or solid carbon dioxide to mix and to heat them in printing forms and, after cooling, the gaseous plastic masses to shred.

Zur Ausführung des Verfahrens sind praktisch alle thermoplastischen Kunststoffe geeignet, insbesondere aber Polyvinylverbindungen, z. B. Polystyrol, Polyvinylchlorid, Polyvinylidenchlorid, Polyvinylcarbazol, Polyvinylester organischer Säuren, Polyacrylsäure- und Polymethacrylsäureverbindungen sowie Mischpolymerisate der genannten Vinylderivate, ferner Polyamide, Polyurethane und andere thermoplastische Polykondensationsprodukte. Practically all of them are thermoplastic to carry out the process Plastics suitable, but especially polyvinyl compounds, e.g. B. polystyrene, Polyvinyl chloride, polyvinylidene chloride, polyvinyl carbazole, polyvinyl ester organic Acids, polyacrylic acid and polymethacrylic acid compounds and copolymers of the vinyl derivatives mentioned, as well as polyamides, polyurethanes and other thermoplastics Polycondensation products.

Als Treibmittel kann man beispielsweise Bicarbonate, Azoverbindungen oder Hydrazinverbindungen verwenden. Durch die Höhe des Treibmittelzusatzes kann der Gasgehalt der Kunststoffmassen. auf die jeweiligen Erfordernisse eingestellt werden. Den Kunststoffmassen können verschiedenartige Zusatzstoffe, wie Farbstoffe, Weichmacher, Pigmente, unbrennbare Stoffe oder beim Verbrennen unbrennbare Gase abgebende Stoffe u. dgl., beigemischt werden.Bicarbonates, azo compounds, for example, can be used as blowing agents or use hydrazine compounds. The amount of propellant added can the gas content of the plastic mass. adjusted to the respective requirements will. Various additives, such as dyes, Plasticizers, pigments, incombustible substances or, if burned, incombustible gases emitting substances and the like., are added.

Beim Aufschäumen der gashaltigen Kunststoffteilchen muß die Eigenart des betreffenden Kunststoffes berücksichtigt werden. So kann man z.B. bei Verarbeitung von gashaltigen Polystyrolteilchen den Schäumungsvorgang besonders vorteilhaft in heißem Wasser oder Wasserdampf von über 100 bis 1400C oder in etwa 100 bis I300C warmem Glycerin oder auch durch Erwärmen mit Infrarotstrahlen oder Heißluft vornehmen. Die Aufschäumung von gashaltigen Teilchen auf Basis von z. B. Polyamiden erfolgt zweckmäßig in heißen Kohlenwasserstoffen. When foaming the gas-containing plastic particles, the peculiarity of the plastic concerned must be taken into account. So you can, for example, when processing of gas-containing polystyrene particles, the foaming process is particularly advantageous in hot water or steam of over 100 to 1400C or around 100 to I300C warm glycerine or by heating with infrared rays or hot air. The foaming of gas-containing particles based on z. B. polyamides useful in hot hydrocarbons.

Das spezifische Gewicht der hergestellten maßhaltigen Formkörper kann innerhalb weiter Grenzen schwanken. Im allgemeinen gelingt es, poröse Formkörper vom spezifischen Gewicht o,6 bis 0,02 und noch weniger herzustellen. Die porösen Formkörper lassen sich auch mechanisch nachbearbeiten, z. B. durch Zersägen, Abdrechseln u. dgl. Sie können auf den verschiedensten Gebieten verwendet werden, insbesondere aber als Isoliermaterialien in der Wärme- und Kältetechnik, als Korkersatz allgemein, als Schwimmkörper, Holzaustauschprodukte, Leichtstoffe aller Art, als Spielsachen, z. B. The specific weight of the dimensionally stable moldings produced can fluctuate within wide limits. In general, porous moldings are possible with a specific gravity of 0.6 to 0.02 and even less. The porous Shaped bodies can also be reworked mechanically, e.g. B. by sawing, trimming and the like They can be used in various fields, in particular but as insulating materials in heating and cooling technology, as a cork substitute in general, as floats, wood replacement products, light materials of all kinds, as toys, z. B.

Tierfiguren, Puppen, Puppenköpfe, als Isoliermaterial in der Elektrotechnik, insbesondere zur Erzeugung von bandartigem geschäumtem Material, das zur Umhüllung für Drähte verwendet werden kann, ferner für Dichtungen, zur Herstellung von Flaschenkorken Kronenkorkscheiben, Dichtungsplättchen, Schwimmgürtelteilen, Rettungsringen.Animal figures, dolls, doll heads, as insulating material in electrical engineering, in particular for the production of ribbon-like foamed material that is used for wrapping can be used for wires, also for seals, for the production of bottle corks Crown cork washers, sealing plates, swim belt parts, lifebuoys.

Booten und Bootsteilen, Diaphragmen, Schuhen und Schuhteilen, Wandplatten, Fußbodenbelägen, Tischplatten, Verpackungsdosen und sonstigen Verpackungskörpern, Lampenschinnen und sonstigen Formkörpern, die sich neben einer relativ hohen Festigkeit durch ein sehr niedriges spezifisches Gewicht auszeichnen.Boats and boat parts, diaphragms, shoes and shoe parts, wall panels, Floor coverings, table tops, packaging cans and other packaging items, Lamp chutes and other moldings, which in addition to a relatively high strength characterized by a very low specific weight.

Beispiel I 850 Teile Polystyrol werden mit I50 Teilen Ammoniumbicarbonat in einer Kugelmühle fein vermahlen und das Gemisch dann in eine gasdichte zylindrische Druckform, die an den beiden Enden mit Schraubdeckeln abgeschlossen wird, eingeführt und auf I800 C erwärmt. Nach Stündigem Erhitzen wird auf 250 C abgekühlt und aus der Form ein gashaltiger Festkörper entnommen, der durch Vermahlen in einer Schlagkreuzmühle auf Korngröße zerkleinert wird. 30 g des zerkleinerten Materials werden in eine eiserne Puppen-Negativform mit einem Volumen von I50 cm3, die an einigen Stellen perforiert ist bzw. Luftlöcher aufweist, eingeführt, hierauf 45 Minuten in 950 C warmes Wasser getaucht und sodann abgekühlt. Man erhält eine sehr schlagfeste formgerechte und maßhaltige Puppe vom spezifischen Gewicht 0.2. Example I 850 parts of polystyrene are mixed with 150 parts of ammonium bicarbonate finely ground in a ball mill and then pour the mixture into a gas-tight cylindrical Printing form, which is closed at both ends with screw caps, introduced and heated to 1800 C. After hours of heating, the mixture is cooled to 250 ° C. and off a gaseous solid is removed from the mold, which is then milled in a cross beater mill is crushed to grain size. 30 g of the crushed material are put into a iron doll negative form with a volume of 150 cm3, which in some places is perforated or has air holes, introduced, then 45 minutes at 950 ° C dipped in warm water and then cooled. You get a very impact-resistant form-fitting and dimensionally stable doll with a specific weight of 0.2.

Beispiel 2 Gekörntes Polystyrol wird in ein offenes Gefäß eingebracht und dieses Gefäß in ein Druckgefäß eingeführt und dort bei 2ooP C der Einwirkung eines Druckes von 500 Atmosphären Stickstoff für die Dauer von I50 Minuten ausgesetzt. Man kühlt ab und zerkleinert den erhaltenen Festkörper. 200 g des zerkleinerten, gashaltigen Polystyrols werden in eine Form von den Dimensionen 500.400i0o mm. die an einzelnen Stellen Durchlochungen aufweist. eingebracht. Man behandelt nun 2 Stunden mit Wasserdampf von IIoO C und kühlt ab. Es wird eine maßhaltige poröse Platte vom spezifischen Gewicht 0,I erhalten. Example 2 Grained polystyrene is placed in an open vessel and this vessel is introduced into a pressure vessel and there at 2ooP C of the action exposed to nitrogen pressure of 500 atmospheres for 150 minutes. It is cooled and the solid obtained is comminuted. 200 g of the crushed, The gaseous polystyrene is made into a mold with the dimensions 500,400i0o mm. the has perforations at individual points. brought in. The treatment is now carried out for 2 hours with Water vapor from IIoO C and cools down. It will be true to size porous plate of specific gravity 0.1 obtained.

Beispiel 3 8 5 o Teile Polymethacrylsäuremethylester werden mit I50 Teilen Azodibuttersäurediisonitril in einer Kugelmühle fein vermahlen. Das Gemisch wird sodann in einer gasdichten Druckform ohne Anwendung eines äußeren Druckes 2 Stunden auf IsoO C erwärmt. Man läßt abkühlen und entnimmt einen homogenen Festkörper, der anschließend durch Vermahlen zerkleinert wird. I00 g dieses zerkleinerten Materials werden dann in eine verschließbare Kugelform mit einem Volumen von looo cm3 eingebracht und 60 Minuten der Einwirkung von Wasserdampf bei 1 100 C ausgesetzt. Man erhält nach dem Abkühlen und Entformen einen kugelförmigen porösen Formkörper vom spezifischen Gewicht O,I. Example 3 8 5 o parts of methyl polymethacrylate are mixed with 150 Grind parts of azodibutyric acid diisonitrile finely in a ball mill. The mixture is then in a gas-tight printing form without the application of external pressure 2 Heated to IsoO C for hours. It is allowed to cool and a homogeneous solid is removed, which is then crushed by grinding. 100 g of this crushed material are then placed in a closable spherical shape with a volume of 100 cm3 and exposed to water vapor at 1,100 C for 60 minutes. You get after cooling and demolding a spherical porous molded body of the specific Weight O, I.

Claims

PATENT CLAIM: Process for the production of dimensionally stable, porous moldings from shredded, thermoplastic plastics in the presence of blowing agents, characterized in that the crushed plastic, which contains the gas in dissolved form, placed in molds that do not close gas-tight and there by heating to temperatures sintered to form porous moldings above the softening point of the plastic will.

Documents considered: German Patent No. 38I 46I; Belgian patent specification No. 496 635.